Leiterplattentechnisch - Was sind die grundlegenden PCB Hochfrequenz Board Materialien?

Vor ein paar Tagen nahm ein Doktorand eine FR4 verarbeitete "Empfangsantenne" zur Messung des 77GHz Index. Bei der Verarbeitung und Prüfung von Hochfrequenz-Leiterplatten und Empfangsantenne gibt es immer Wissenschaftler, die gerade mit dem Studium begonnen haben. Das Endergebnis des Produkts ist wegen der falschen Hochfrequenz-Leiterplatte nicht zufriedenstellend. Heute werde ich darüber sprechen. Was sind die PCB-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterialien? Wie wählt man!

Definition von PCB Hochfrequenz-Platine:

Hochfrequenzplatte ist eine Art spezielle Leiterplatte mit hoher elektromagnetischer Frequenz, die in den Bereichen Hochfrequenz (Frequenz größer als 300MHz oder Wellenlänge kleiner als 1m) und Mikrowelle (Frequenz größer als 3GHz oder Wellenlänge kleiner als 0.1M) verwendet wird, Ist es das lokale Verfahren der Verwendung des üblichen starren Leiterplattenherstellungsverfahrens auf dem Mikrowellensubstrat kupferplattierten Laminat oder der Leiterplatte, die unter Verwendung des speziellen Behandlungsverfahrens hergestellt wird, wenn dies für angemessen erachtet wird. Im Allgemeinen kann eine Hochfrequenzplatine als Leiterplatte mit einer Frequenz über 1GHz definiert werden. Mit der schnellen Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sind mehr und mehr Einrichtungen entworfen, um im Mikrowellenband (> 1GHz) oder sogar im Millimeterwellenfeld (77GHz) oder darüber (zum Beispiel die beliebte 77GHz Millimeterwellenantenne im Fahrzeug heutzutage) verwendet zu werden, was auch bedeutet, dass die Frequenz höher und höher ist, und die Anforderungen an das Substrat der Leiterplatte sind höher und höher. Zum Beispiel muss das Substratmaterial gute elektrische Eigenschaften und eine zufriedenstellende chemische Stabilität aufweisen. Mit der Zunahme der Leistungssignalfrequenz ist der Verlust auf dem Substrat sehr gering, so dass die Dichtigkeit der Hochfrequenzplatte hervorgehoben wird.

Klassifizierung von PCB Hochfrequenzblatt:

A. Nach Material:

a. Organische Materialien: phenolisches Naturharz, Glasfaser-Epoxid-Naturharz, Polyimid, Metamorphose-Epoxid, etc.

b. Anorganische Materialien: Aluminium, Kupfer Invar Kupfer, Keramik, etc. Es nimmt hauptsächlich seine Wärmeableitungsfunktion

B. Durch Unterscheidung zwischen harten und weichen Produkten:

a. starre Leiterplatte,

b. Flexible Leiterplatte, starr-flex Leiterplatte

C. Nach Struktur:

a. Einzelne Platte

b. Doppelplatte

c. Mehrfachpanel

D. Je nach Verwendung:

a.Mitteilung

b.Unterhaltungselektronik

c.militärisch

d.computer

e.Halbleiter

f.elektrische Messtafel

Allgemeines verwendetes Hochgeschwindigkeitsblech (Hersteller) sind --- warm willkommenes Angebot mehr

Rogers Serie: RO4003, RO3003, RO4350, RO5880, etc

Ro3000 Serie: PTFE Schaltungsmaterialien basierend auf keramischer Ergänzung, Modelle sind: ro3003, ro3006, ro3010, ro3035 Hochfrequenz Laminat

RT6006 Serie: Basierend auf dem PTFE-Schaltungsmaterial ergänzt durch Porzellankeramik, ist es für die elektronische Schaltung und Mikrowellenschaltung mit hoher Dielektrizitätskonstante voreingestellt. Die Modelle sind rt6006 mit Dielektrizitätskonstante von 6.15 und rt6010 mit Dielektrizitätskonstante von 10.2

TMM-Serie: Basierend auf Keramik, Kohlenstoffhydrid, duroplastischen Polymerverbundwerkstoffen, Modelle: tmm3, tmm4, tmm6, tmm10i, tmm13i, und so weiter.

Taconische Serie: TLX Serie, TLY Serie, etc

Panasonic Serie: Megtron4, Megtron6, etc

Isola Serie: FR408HR, IS620, IS680, etc

Nelco:N4000-13, N4000-13EPSI, etc

TUC Serie: Tuc862, 872SLK, 883, 933, etc

Dongguan Shengyi, Taizhou Wangling, Taixing Mikrowelle, Changzhou Zhongying und so weiter.

Bei der Auswahl des Substrats für Leiterplatten, die in Hochfrequenzschaltungen verwendet werden, sollten wir besonders auf die speziellen Eigenschaften des Materials DK unter verschiedenen Frequenzen achten. Für die Anforderungen der Hochgeschwindigkeitssignalübertragung oder der speziellen Eigenschaftsimedanzregelung werden DF und seine Leistung unter den Bedingungen von Frequenz, Temperatur und Feuchtigkeit hauptsächlich untersucht. Unter der Bedingung der Frequenzvariation wird das regelmäßige Muster der DK- und DF-Wertvariation ausgedrückt. Gerade im Frequenzbereich von 1 MHz bis 1 GHz verändern sich ihre DK- und DF-Werte oberflächlicher. Beispielsweise beträgt der DK-Wert von gewöhnlichem FR-4 4.7 bei lmhz und 4.19 bei lghz. Über 1 GHz ist die Variation von DK tendenziell sanft. Zum Beispiel bei 10 GHz ist der DK-Wert des gemeinsamen FR-4 4,15. Bei Substratmaterialien mit hoher Geschwindigkeit und hoher Frequenz ändert sich der DK-Wert nur wenig, wenn sich die Frequenz ändert. Bei Frequenzen von 1 MHz bis 1 GHz ändert sich der DK-Wert im Bereich von 0,02. Die DK-Werte gingen bei unterschiedlichen Frequenzen von niedrig nach hoch leicht zurück. Der mittlere Defektfaktor (DF) gängiger Substratmaterialien wird durch die Frequenzvariation (insbesondere im Hochfrequenzbereich) beeinflusst, und die Variation von DF ist größer als die von DK. Das Variationsgesetz neigt dazu, zu steigen. Wenn ein Substratmaterial eine hohe Frequenz und besondere Eigenschaften aufweist, liegt der Fokus der Untersuchung daher auf seiner DF-Wertabweichung. Es gibt zwei Arten von Substratmaterialien mit speziellen Eigenschaften von hoher Geschwindigkeit und hoher Frequenz, die unterschiedliche Oberflächeneigenschaften bei hoher Frequenz haben. Eine ist, dass sich mit der Änderung der Frequenz sein (DF) Wert sehr wenig ändert. Das andere ist dem üblichen Substratmaterial im Variationsbereich ähnlich, aber sein DF-Wert ist niedriger. Die Auswahl der Leiterplatte muss in der Befriedigung der voreingestellten Bedürfnisse, Massenproduktion, die Hälfte kosten, um den Ausgleichspunkt zu erhalten. Kurz gesagt, Voraussetzung muss elektrische und strukturelle Zuverlässigkeit sein. Im Allgemeinen, wenn ein sehr Hochgeschwindigkeits-PCB-Schlüssel voreingestellt ist (Frequenz größer als GHz), wird das Problem des Blechs enger verbunden sein. Zum Beispiel hat das heute übliche FR-4-Material einen sehr großen DF (dielektrischer Verlust) bei einer Frequenz von mehreren GHz und ist möglicherweise nicht für den Einsatz geeignet.

Verlust verschiedener Hochfrequenzplatten

Zum Beispiel ist das digitale Hochgeschwindigkeitssignal von 10Gb eine Quadratwelle, die als Überlagerung von Sinuswellensignalen mit verschiedenen Frequenzen angesehen werden kann. Weil dieses 10Gb-S viele verschiedene Frequenzsignale enthält: 5GHz-Basissignal, 15GHz-3.Ordnung, 25ghz-5.Ordnung, 35GHz-Signal siebter Ordnung usw. Die Aufrechterhaltung der Integrität des digitalen Signals und der Steilheit der oberen und unteren Kanten ist die gleiche wie die Übertragung mit geringem Verlust und geringer Verzerrung der HF-Mikrowelle (die Hochfrequenzschwingungen des digitalen Signals erreichen das Mikrowellenband). Aus diesem Grund sind in verschiedenen Aspekten Hochgeschwindigkeits-PCB-Material und HF-Mikrowellen-Schaltungen in etwa ähnlich.

Eigenschaften der Hochfrequenzdomäne

Im eigentlichen Engineering-Betrieb erscheint die Auswahl der Hochfrequenzbleche einfach, aber es gibt noch zu viele Faktoren, über die man nachdenken muss. Nach der Einführung dieses Papiers habe ich als PCB-Konstruktionsingenieur oder High-Speed-Projektleiter ein gewisses Verständnis für die Besonderheit und Auswahl von Blechen. Verstehen Sie elektrische Eigenschaften, thermische Eigenschaften und Zuverlässigkeit von Blechen. Und die vernünftige Verwendung der Überlappung, voreingestellte zuverlässige, gute Verarbeitungsprodukte, verschiedene Faktoren zu optimieren. Als nächstes werden wir die Auswahl des geeigneten Blechs vorstellen und die wichtigsten Faktoren berücksichtigen:

1. Herstellbarkeit:

   Wie wäre es zum Beispiel mit der mehrfachen Pressleistung, der Temperaturleistung, der CAF-Hitzebeständigkeit und der mechanischen Zähigkeit (gute Zuverlässigkeit), der Brandart

2. Alle Arten von Leistung (elektrisch, Leistungsstabilität, etc.) passend zum Produkt:

   Geringer Schaden, stabiler Dk-PROFFDF-Parameter, chromatisches Licht mit geringer Dispersion, kleiner Variationskoeffizient mit Frequenz und Hintergrund, kleine Toleranz der Materialdicke und des Leimgehaltes (gute Impedanzkontrolle). Wenn die Verkabelung lang ist, betrachten Sie das Problem der niedrigen Oberfläche Kupferfolie. Darüber hinaus ist Simulation in der vorherigen Phase des Hochgeschwindigkeitsschaltungsdesigns erforderlich, und das Endergebnis der Simulation ist der Referenzstandard des Design“ "XINGSEN Wissenschaft und Technologie Agilent (High Speed RF) Joint Labors" löst das Problem, dass das Endergebnis der Simulation nicht genau das gleiche ist wie das des Tests. Es hat eine große Anzahl von Closed-Loop-Verifikationen der Simulation und des tatsächlichen Tests durchgeführt. Durch die einzigartige Methode kann es die Simulation und den Test genau gleich machen.

3. Verfügbarkeit der Materialien so früh wie möglich:

   Viele Hochfrequenz-Blechbeschaffungs- und Kaufzyklus ist sehr lang, sogar 2-3 Monate; Neben der üblichen Hochfrequenzplatte ro4350 hat Lagerung, viele Hochfrequenzplatten werden von Kunden benötigt. Aus diesem Grund kommunizieren Hochfrequenz-Plattennachfrage und Hersteller weit im Voraus, so schnell wie möglich, um sich vorzubereiten.

4. Kostenfaktor:

   In Bezug auf Preissensitivität werden Konsumgüter nach wie vor in der Kommunikations-, Medizin-, Industrie- und Militärindustrie eingesetzt.

5. Die Anwendbarkeit von Gesetzen und Verordnungen

   
   

   
   

   

Wir sollten uns in verschiedene nationale Umweltschutzgesetze und -vorschriften integrieren und RoHS- und halogenfreie Anforderungen erfüllen. Unter den oben genannten Faktoren ist die Geschwindigkeit der digitalen Hochgeschwindigkeitsschaltung der Hauptfaktor der PCB-Auswahl und des Denkens. Je höher der Wirkungsgrad der Schaltung, desto kleiner sollte der PCBdf-Wert gewählt werden. Das Board mit mittlerem und niedrigem Schadensverbrauch passt sich an 10gb/s Digitalschaltung an; Die Platine mit niedrigerem Schaden ist für 25gb/s Digitalschaltung passend; Die ultra-niedrige Schadenskarte eignet sich für schnellere Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen, und ihre Effizienz kann 50gb/s oder höher sein.

Die obige Zusammenfassung fasst zusammen, wie Hochfrequenzbleche und voreingestellte Aufmerksamkeit Elemente ausgewählt werden, und die tatsächliche Anwendung sollte auf den spezifischen Fällen basieren.